【正文】 60。度低于輸氣管溫度，該兩段根本不可能形成水合物。mn段水合物的形成溫度高于輸氣管溫度，溫度、壓力條件完全滿足，但水分條件是否滿足尚待具體分析。如前所述，進入氣管的氣體若是不飽和的，氣體的露點為J，它低于輸氣管溫度。隨著壓力降低，露點也下降，至K點飽和。Km段滿足水分條件，不滿足溫度、壓力條件，不能形成水合物。m點以后，氣體的露點就是輸氣管的溫度，水分、壓力、溫度三個條件均已具備，水合物可能形成。例如，1998年冬天，陜京輸氣管道在云彩嶺發(fā)生了兩次冰堵，在搶峰嶺發(fā)生了1次冰堵。f點之后（相當于圖中的c點），氣體由于水的析出而不飽和，始終保持最小含水量Wmin直至終點，露點從f點開始也逐步下降，愈來愈低于輸氣管溫度（至H點）以上分析可得出結(jié)論，mf段是具備水分、溫度、壓力的全部條件的，水合物可能形成。但該段中有某處形成水合物之后，該處（例如m點）的水蒸氣分壓將下降（見圖），露點也下降至m1點，由圖142知道，水蒸氣分壓和露點降低都不會很大。隨著氣體溫度的降低在r點又重新飽和，此處又形成第二個冰堵段，露點又降至r1。同理，又可能形成第三??以及多個冰堵段，直至f點或者露點降至低于輸氣管溫度之后就不再可能形成水合物冰堵。以上的討論可得出結(jié)論，水合物只能在mf段內(nèi)的某些地段形成。需要注意的是，在我國北部地區(qū)的冬季，即使管輸天然氣含水量很低，有時也會形成冰堵。主要原因是管道施工后清掃和干燥不夠，造成管道內(nèi)遺留大量的水，在一定的壓力和溫度條件下形成冰堵。例如，陜西省某縣城市管網(wǎng)支線2006年11月投產(chǎn)，由于管道內(nèi)存在大量遺留水，2007年1月即發(fā)生了冰堵。5．防止水合物形成的方法防止水合物的形成不外乎破壞水合物形成的溫度、壓力和水分條件，使水合物失去存在的可能。這類方法很多，主要有：（1）加熱給氣體或輸氣管上可能形成水合物的地段加熱，使氣體溫度高于水合物形成的溫度。該法在干線輸氣管上是不宜采用的，因為它會降低管道的輸氣能力。在礦場集氣站或城市配氣站中，壓降主要消耗在節(jié)流上，節(jié)流前后，溫度下降很多，加熱就成了這些地方防止水合物形成的主要方法。（2）降壓壓力降低而溫度不降，也可使水合物不致形成。很明顯，這個方法主要用于暫時解除某些管線上形成的冰堵。此時，將氣體放空，壓力急劇下降，已形成的水合物將會分解。干線輸氣管的最低溫度可能13 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識接近0℃，而相應的水合物形成壓力范圍在～MPa，但輸氣管上最優(yōu)輸送壓力在～MPa，使用降壓的方法是無效的。（3）添加抑制劑在被水飽和的天然氣中加入抑制劑，吸收部分水蒸氣，并將其轉(zhuǎn)移至抑制劑的水溶液中。天然氣中水蒸氣分壓低于水合物的蒸氣壓后，就不會形成水合物。經(jīng)常采用的水合物抑制劑（又稱防凍劑）有甲醇CH3OH的。（4）干燥脫水氣體在長距離輸送前脫水是防止水合物形成最徹底、最有效的方法，應用也最多。脫水后氣體的露點應低于輸氣溫度5～10℃，使氣體在輸送的壓力、溫度條件下，相對濕度保持在60～70％即可。、乙二醇C2H6O二甘醇C4H10O和三甘醇C6H14O4等，也有用氯化鈣（CaCl2）14 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識第五章清管工藝輸氣管道的輸送效率和使用壽命很大程度上取決于管道內(nèi)壁和內(nèi)部的清潔狀況。對氣質(zhì)和管道有害的物質(zhì)：如凝析油、水、硫分、機械雜質(zhì)等，進入輸氣管道后引起管道內(nèi)壁腐蝕，增大管壁粗糙度，大量水和腐蝕產(chǎn)物的聚積還會局部堵塞和縮小管道的流通截面。在施工過程中，大氣環(huán)境也會使無涂層的管道生銹，并難免有一些焊渣、泥土、石塊等有害物品遺落在管道內(nèi)。管線水試壓后，單純利用管線高差開口排水很難排盡。為解決以上問題，進行管道內(nèi)部和內(nèi)壁的清掃是十分必要的。因此，清管工藝一直是管道施工和生產(chǎn)管理的重要工藝措施。清管的目的概括起來有以下四方面：●清除管內(nèi)積液和雜物（粉塵），減少摩阻損失，提高管道的輸送效率；●避免低洼處積水（因水的來回波動不僅因存在電解液加快電化學腐蝕，而且產(chǎn)生機械沖刷，使管壁減薄，造成腐蝕破裂）；●清除管壁上的沉積物、腐蝕產(chǎn)物，使其不存在附加的腐蝕電極，減少垢下腐蝕；●進行管道內(nèi)檢測和隔離液體作業(yè)。1．清管器的分類及特性清管器從結(jié)構(gòu)特征上可分為：清管球、皮碗清管器和泡沫清管器。（1）清管球清管球由氯丁橡膠制成，中空，壁厚30～50毫米，球上有一個可以密封的注水排氣孔。為了保證清管球的牢固可靠，用整體成形的方法制造。注水口的金屬部分與橡膠的結(jié)合必須緊密，確保在橡膠受力變形時不致脫離。注水孔有加壓用的單向閥，用以控制注入球內(nèi)的水量，調(diào)節(jié)清管球直徑對管道內(nèi)徑的過盈量。清管球的制造過盈量為3％～10％。清管球的變形能力要好，能越過塊狀物體等障礙，能通過管道變形處，而且可以在管道內(nèi)做任意方向的轉(zhuǎn)動。由于清管球和管道的密封接觸面較窄，在越過直徑大于密封接觸帶寬度的物體或支管三通時，容易失密停滯。清管球的密封主要靠球體的過盈量，這就要求清管球注水時一定要把其中的空氣排凈，保證注水口的嚴密性。否則，清管球進入壓力管道后的過盈量就不能得到保證。管道溫度低于0℃時，球內(nèi)應灌注防止凝固的液體（如干醇），以防凍結(jié)。清管球的主要用途是清除管道積液和分隔介質(zhì)，清除塊狀物體的效果較差。（2）皮碗清管器皮碗清管器由一個鋼性骨架和前后兩節(jié)或多節(jié)皮碗構(gòu)成。它在管內(nèi)運行時，保持固定的方向，所以能夠攜帶各種檢測儀器和裝置。清管器的皮碗形狀是決定清管器性能的一個重要因素，皮碗的形狀必須與各類清管器的用途相適應。皮碗清管器由橡膠皮碗、壓板法蘭、導向器及發(fā)訊器護罩組成。它是利用皮碗邊裙對管道的1％～4％左右過盈量與管壁緊貼而達到密封，清管器由其前、后天然氣的壓差推動前進。皮碗清管器密封性能良好，它不僅能推出管道內(nèi)積液，而且推出固體雜質(zhì)效果遠比清管球好。還有一種直板清管器，即用直板代替皮碗，其它均與皮碗清管器相同。皮碗和直板亦可組合使用，清管效果非常好。如圖所示。15 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識圖組合式清管器（3）泡沫清管器泡沫清管器是表面有聚氨酯外殼的圓柱形塑料制品，它是一種經(jīng)濟的清管工具。與鋼性清管器比較，它有很好的變形能力和彈性。在壓力作用下，它可以與管壁形成良好的密封，能夠順利通過各種彎頭、閥門和管道變形處。它不會對管道造成損傷，尤其適用于清掃帶有內(nèi)壁涂層的長輸大口徑輸氣管道，但它的清管效果較差。泡沫清管器的過盈量一般為25毫米。2．清管的幾項工藝參數(shù)（1）清管器的運行距離密封良好，沒有泄流孔的清管器的運行距離為：L?4Q0P0TZ?D2T0P式中：L—清管器的運行距離，m；Q0—發(fā)球后的累計進氣量（標準條件下），m；D—輸氣管內(nèi)徑，m；P0、T0—標準條件下的壓力、溫度（K）；P、T、Z—清管球后管段內(nèi)天然氣平均壓力、溫度和壓縮因子。預測清管器到達各觀測監(jiān)停點的時間：t?3.2704LDPTZQ023（2）清管器的運行速度若輸氣流量可計算：v?Q240000FP式中：F—管道內(nèi)徑橫截面積，m；216 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識v—清管器運行速度，km/h若輸氣流量不可計算：v?lt式中：t—運行l(wèi)距離的實際時間，s；v—清管器平均運行速度，m/s清管球的運行速度一般宜控制在～5m/s在實際清管作業(yè)時，為了更好地測算和控制清管器地運行速度，除了應用公式進行計算外，還可以采用在一定距離處（比如截斷閥室）監(jiān)聽清管器通過的時間來計算其運行速度，然后再根據(jù)要求進行氣量和壓差地調(diào)整。（3）清管器前后壓差正常輸氣條件下通球，必須正確估計最大推球壓差，在不影響天然氣輸送的前提下，可調(diào)整輸氣壓力和平衡氣量。影響最大推球壓差的因素很多，如：在清管器爬坡時推舉水柱的力；球與管壁的摩擦阻力；氣流、水流與管壁的摩擦力；由于爬坡或臟物卡球；球停止運行時再次啟動克服的慣性力等。在這些因素中，起主要作用的就是球前水柱的靜壓力及污水與管壁的摩擦阻力。在輸氣量大時還應計入正常輸氣壓力損失。因此，通球前應根據(jù)地形高差、污水情況和目前輸氣壓力差，以及過去的清管實踐資料進行綜合分析，估計通球所需要的最大推球壓差。清管最大推球壓差的估算公式：p?p1?p2?p3***式中：p—最大壓差，MPa；p1—清管器的啟動壓差，MPa；p2—最大壓差當前收、發(fā)站之間輸氣壓差，MPa；p3—估算管內(nèi)最大的積液高程壓力（絕壓），MPa。***（4）清管時放空氣量當高速大氣量排放天然氣時，管端壓力大于84千帕，則天然氣經(jīng)過放噴管線開口呈臨界流動狀態(tài)，此時可根據(jù)下式計算放空氣量：Q?231.5DPG2式中：P—距放空口4倍內(nèi)徑測得的壓力，MPa；D—放空管出口端內(nèi)徑，mm；G—天然氣相對密度。3．清管流程下面以陜京輸氣管道神池清管站為例，介紹一下清管流程。17 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識正常流程：大黑莊閥室來氣→40閥門→北曹村閥室發(fā)球流程：檢查收球筒閥門及壓力表，確認現(xiàn)場具備發(fā)球條件。關(guān)閉TEG，用柴油發(fā)電機給現(xiàn)場設備供電；依次全開1333322閥，檢查確認無漏；關(guān)閉40；全開27放空總閥和24放空閥，確認發(fā)球筒壓力為零；全開25平衡閥；打開發(fā)球筒快開盲板上的安全銷，確認筒內(nèi)無壓后打開快開盲板，將清管球送入發(fā)球筒大小頭處壓緊；關(guān)閉快開盲板，安裝好安全銷；關(guān)閉24放空閥；全開23閥，平衡筒內(nèi)壓力；全開21閥；全關(guān)25平衡閥；關(guān)閉22閥；確認清管器發(fā)出后，全開22閥，全關(guān)223閥；打開24閥放空至壓力為零，檢查21閥確認已關(guān)閉不漏氣，打開快開盲板，確認清管器已發(fā)出；記錄清管器啟動壓力、管線壓力及發(fā)出時間；通知收球組人員清管器已發(fā)出，并向調(diào)度匯報。收球流程：檢查收球筒閥門及壓力表，確認現(xiàn)場具備收球條件。上游發(fā)球后，倒旁通流程，打開133322閥，關(guān)閉40閥，全開放空27總閥，關(guān)閉收球筒16放空閥。清管器經(jīng)過最后一個閥室檢測點，進入收球流程。緩慢打開15，筒內(nèi)壓力平衡后，全開111，關(guān)閉12閥，根據(jù)排污量隨時開119排污閥，清管球進入收球筒后，開12閥，關(guān)1113閥，開16閥放空，關(guān)閉119排污閥，開17閥注水，開119排污閥，排污，打開快開盲板，取出清管器，收球筒清污、保養(yǎng)，關(guān)閉快開盲板，關(guān)閉11119閥，完畢后向調(diào)度匯報。圖神池清管站工藝流程圖18 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識4．清管球運行故障及處理球與管壁密封不嚴漏氣而引起球停止運行沒有進行內(nèi)壓充水的橡膠清管球，因質(zhì)較軟，在管內(nèi)推頂石塊等物時可能碾過石塊，在管線低凹部或彎頭處容易把球墊起，使球與管壁間出現(xiàn)縫隙而漏氣，不能形成壓差而停止運行。當用容積法計算球的運行距離和速度與實際情況不符合，且輸氣壓差不增大時，可判斷是球漏氣。處理辦法：（1）發(fā)放第二個球頂走第一個球，兩球同時運行，使漏氣減少而解卡。第二個球的質(zhì)量要好，球徑過盈量較大。（2）增大球上游進氣量，提高球的推力。（3）排放球下游管線天然氣，以增大壓差，使球啟動運行。（4）第二、第三兩種方法同時使用，以增大推球壓差。球破裂因球的制作質(zhì)量差，清管段焊口內(nèi)側(cè)太粗糙，或因輸氣管線球閥未全開，球被刮破或削去一部分。處理方法：檢查和判斷破裂的原因，排除故障后發(fā)放第二個球推破球一道運行。卡球清管球在行進中遇到較大物體或因管道變形而卡在管內(nèi)，卡球的現(xiàn)象是球后壓力持續(xù)上升，球前壓力下降。處理方法：（1）首先采用增大進氣量，提高壓力，以增大壓差，使之運行。（2）降低清管球下游的壓力，以建立一定壓差，使之繼續(xù)運行。（3）排放清管球上游天然氣，反推清管球解卡。（4）以上方法均不能解卡，采取斷管取清管球解卡。19 第一篇輸氣工藝基礎(chǔ)知識第六章液化天然氣(LNG)液化天然氣（LiquefiedNaturalGas，縮寫為LNG）是一種在液態(tài)狀況下以甲烷為主要組分的烴類混合物，其中可能含有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然氣中的其它組分。1.液化天然氣(LNG)運輸LNG的一般特性在常壓下，當溫度降至163℃時，天然氣由氣體轉(zhuǎn)化為液體，即LNG。LNG是一種無毒、無色、無氣味、無口感的液體，其密度取決于其組分，通常在430～470kg/m之間，但在某些情況下可高達520kg/mLNG的最主要優(yōu)點是其體積縮小到標準狀態(tài)下氣態(tài)體積的1/600左右，所以在某些特定條件下，以LNG形式進行天然氣遠距離儲運可能比氣態(tài)天然氣管道輸送更經(jīng)濟。LNG供應鏈LNG供應鏈包括天然氣液化、LNG儲存、LNG運輸和裝卸、LNG再氣化等。見圖33圖LNG供應鏈示意圖天然氣液化天然氣預處理作為液化裝置的原料氣，首先必須對天然氣進行預處理。天然氣的預處理是指脫除天然氣中的硫化氫、二氧化碳、水分、重烴和汞等雜質(zhì)，以免這些雜質(zhì)腐蝕設備及在低溫下凍結(jié)而堵塞設備和管道。天然氣液化流程天然氣的液化流程有不同的形式，以制冷方式分，可分為三種方式：①級聯(lián)式液化流程；②混合制冷劑液化流程；③帶膨脹機的液化流程。需要指出的是，這樣的劃分并不是嚴格的，通常采用的是包括了上述各種液化流程中某些部分的不同組合的復合流程。天然氣液化裝置有兩種類型：基本負荷型和調(diào)峰型?；矩摵尚偷哪康氖菍⑻烊粴庖砸簯B(tài)形式運輸16